Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Reduktion von Metalloxyden zu Metal len im Schachtofen, wobei die Beschickung ganz oder teilweise aus sowohl Reduktionsmittel als Metalloxyd enthaltenden Formstücken besteht und durch Verbren nung der Reaktionsgase und/oder zugeführter gasförmi ger Heizmittel im Kontakt mit den Formstücken erhitzt und zur Reduktion gebracht wird, dadurch gekennzeich net, dass an mindestens drei Höhenlagen des Schachtes sauerstoffhaltige Gase in regulierten Mengen eingeblasen werden.
Das Verfahren kann im Schachtofen so geführt werden, dass der Wärmebedarf durch die Verbrennung von Gasen, die sich durch die Reaktion in den Formstücken bilden, und/oder von zugeführten brennba ren Gasen im Schachte selbst und in Kontakt mit der Beschickung gedeckt wird.
Es ist bereits bekannt, dass Beschickungsbriketts oder Pellets aus feinkörnigem Eisenerz oder Erzkonzentrat in Verbindung mit Koks oder Kohlenpulver samt einem Bindemittel hergestellt werden können. Da das Eisen oxyd und der Koks in derartigen Briketts als kleine Körner mit grosser reaktiver Kontaktfläche vorliegen, erfolgt in den Briketts eine erstaunlich rasche Reduktion, wenn dieselben auf eine Temperatur von über zirka 900 C erhitzt werden. Es bildet sich dabei in den Briketts CO, das Fe203 bzw. Fe0 reduziert und CO wird kontinuierlich durch die Reaktion zwischen CO., und C regeneriert.
Der Reduktionsprozess in den Briketts ist jedoch stark endothern und erfordert eine kontinuierliche Zuführung von Wärme.
Es ist vorgeschlagen worden, die Beschickungsbri ketts durch indirekte Erwärmung in Muffelöfen oder ähnlichen zu erwärmen. Hierdurch wird jede schädliche Luftoxydation von Kohlenstoff vermieden, aber die Wärmeüberführung wird langsam und ineffektiv sein. Dieses Verfahren wird demzufolge nicht in der Technik verwendet.
Die Beschickungsbriketts können auch in einem Rotierofen erwärmt werden, und zwar durch Verbren nung von den in den Briketts entwickelten Gasen samt von Zusatzheizmitteln, wie z.B. Gas, Öl oder Kohlenpul ver, die über dem Beschickungsniveau zugeführt werden. Wegen der verhältnismässig geringen Kontaktfläche zwischen dem Gasraum und der Beschickung, und weil Reaktionsgase aus der Beschickung entströmen, werden die oxydierenden Gase über dem Beschickungsniveau nicht den Kohlenstoff der Briketts in nennenswertem Ausmass oxydieren. Die Dimensionen der Rotieröfen sind jedoch gross und führen bedeutende Wärmeverluste mit sich, und sie sind deshalb sowohl mit Bezug auf Anlage als Betrieb kostspielig.
Diese Art der Erwärmung von Beschickungsbriketts wird daher auch nicht kom merziell verwendet.
Es wurde ferner bereits vorgeschlagen, die Beschik- kungsbriketts im Schachtofen durch direkte Verbrennung der Raktionsgase in Kontakt mit den im Schacht befindlichen Briketts zu erwärmen. Gemäss diesem Vorschlag sollen die einzelnen Briketts dadurch geschützt werden, dass man sie mit einer äusseren, aus feinkörni gem Erz bestehenden Schicht versieht, so dass sich eine zusammenhängende Schicht bildet, die das dahinterlie- gende kohlenstoffhaltige Brikett gegen Verbrennung schützt. Es bedeutet jedoch eine erhebliche Komplika tion, die Briketts mit einer Oxydschicht zu versehen.
Aufgrund systematischer Studien und Versuche wur de das erfindungsgemässe Verfahren erstellt, das ein direktes Einblasen von Verbrennungsluft in den Schacht ohne nennenswerte Luftoxydation des Kokses in den Briketts gestattet, und das mit Vorteil sowohl bei ungeschützten Briketts als bei Briketts mit einer kohlen stofffreien Schicht verwendet werden kann. Die Versuche haben ergeben, dass es von entscheidender Bedeutung ist, dass die Reaktion in den Briketts rasch erfolgt, falls Überhitzung und Verstopfungen durch Sinterung sowie nachteilige Verbrennung von Kohlenstoff vermieden werden sollen.
Bei einer Erwärmung der Briketts auf die Reaktions temperatur von zirka 900 C mit heissen Gasen im Gegenstrom, zeigt die Erfahrung, dass keine Nachteile bei Luftverbrennung von Kohlenstoff in den Briketts entstehen. Vermutlich ist der Kohlenstoff in diesem Stadium so gut durch die Erzkörner und das Bindemittel geschützt, dass die oxydierenden Gase keine nennenswer te Wirkung haben.
Sobald jedoch die Temperatur zirka 900 C übersteigt, erfolgt eine stark anwachsende Luft zehrung der ungeschützten Briketts, falls diese nicht rasch auf ein Temperaturgebiet gebracht werden, wo die Reaktion mit genügender Schnelligkeit erfolgt. Ein von den Briketts abgehender Strom von Reaktionsgasen verhindert, dass sauerstoffhaltige Gase durch die äussere Schicht der Briketts eindringen. Es wurde jedoch festgestellt, dass eine gleichmässige hohe Temperatur in den Briketts aufrechterhalten werden muss, wenn ein Eindringen von oxydierenden Gasen in dieselben verhin dert werden soll.
Die Temperatur muss bei brikettiertem Magnetit- schlick auf 950 bis 1100 C gehalten werden. Die Geschwindigkeit der Reaktionsgase durch die Oberflä chenschicht dieser Briketts soll bei der Reaktionstempe ratur 0,5 cm/Min., vorzugsweise 2,0 cm/Min.
übersteigen (berechnet für 0 C und 760 mm Hg). Zur Aufrechterhal tung einer ausreichend gleichmässigen und hohen Reak tionstemperatur verschafft man die Wärme durch Ver brennung der Reaktionsgase und/oder durch Zuführung von Gasen, die durch den Schacht emporströmen. Das Problem beim praktischen Schachtofenbetrieb ist die Vermeidung von Klumpen wegen Zusammensinterung der Briketts und das Erzielen einer intensiven Mischung von Verbrennungsluft und Reaktionsgas über den ganzen Schachtofenquerschnitt.
Beim kontinuierlichen Lufteinblasen durch die Seiten wandung entstehen leicht Verklumpungen wegen lokaler Üb--rerhitzung. Gemäss der Erfindung wird jedoch der Reduktionsschacht mit vorzugsweise mehreren Sätzen, Einblasungsdüsen versehen, die in mindestens drei verschiedenen Höhen angebracht werden. Jeder Satz kann z.B. aus vier Düsen bestehen, die im Verhältnis zu einander je um 90 C verschoben sind. Diese Düsen können in der Weise an die Luftzuführungsrohre angeschaltet werden, dass man auf jedem Niveau zwei Paar diametral entgegengesetzte Einblasungsstellen er hält.
Die Luftzuführung an die einzelnen Paare wird dann durch ein Umschaltventil an der Hauptleitung des betreffenden Niveaus reguliert.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden durch eine periodische, rhythmische Luftzuführung die Briketts, während sie im Schacht herabsinken, wechselweise durch Verbrennung der CO- Gase erhitzt und wiederum durch die endothermen Reaktionen in den Briketts abgekühlt. Dieses Betriebs verfahren gestattet eine gute Temperaturkontrolle.
Die Temperaturverteilung im Schacht kann jedoch dadurch weiterhin gebessert werden, dass ein Teil der Verbrennungsluft dem zentralen Teil des Schachtes durch ein oder mehrere Rohre, die von oben oder durch den Boden von unten in den Schacht eingeführt werden, zugeführt wird.
Diese Rohre werden vorzugsweise mit besonderen Kanälen für jede einzelne Auslassöffnung versehen, so dass man die durch jede einzelne Düse abgehende Luft kontrollieren und regulieren kann, und somit die Temperatur in dem betreffenden Gebiete des Schachtes mittels Thermoelementen, die durch die Schachtwand eingeführt oder an der Aussenseite des Einblasungsrohres montiert sein können, regulieren kann.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen von Reduktionsschächten beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Reduk- tionssehacht und Fig.2 einen entsprechenden Horizontalschnitt durch den Schacht nach der Linie A-A.
Fig. 3 zeigt einen Reduktionsschacht mit einem von unten eingeführten Zentralrohr.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch diesen Schacht nach der Linie B-B.
Fig. 5 zeigt einen Schacht mit zwei zentralen Einbla- sungsrohren, wovon das eine von oben und das andere von unten eingeführt ist.
In den Figuren bezeichnet 1 den Reduktionsschacht, der mit feuerfestem Material ausgefüttert und vorzugs weise, wie in der Figur gezeigt, konisch ausgeführt ist. 2 bezeichnet einen Füllkasten oder Behälter. Die Material zuführung zum Schacht wird mit Hilfe der Klappe 3 reguliert.' 4 bezeichnet die Rohrleitungen für Verbren nungsluft, die durch die Schachtwand eingeblasen werden soll. In den Figuren sind die Lufteinblasungsrohre in drei verschiedenen Niveaus angebracht, aber die Erfindung deckt auch Lufteinblasung an mehr als drei Niveaus.
Die und die Luftströme an die beiden Teile werden mit Hilfe des Umschaltungsventiles 5 kontrolliert und gewechselt. Fig.2 zeigt, wie der Luftstrom geleitet wird, um bei wechselnder Anwendung von je zwei diametral entgegen gesetzten Düsenpaaren, und zwar die Düsenpaare 6 bis 7 mit Hilfe der Ringleitung 10 und die Düsenpaare 8 bis 9 mit Hilfe der Ringleitung 11, in den Schacht eingeführt werden können. Die Düsenpaare auf den anderen Niveaus sind in analoger Weise miteinander verbun den.
Auf jedem Niveau befinden sich also vier Düsen, die mit einem Zwischenraum von 90 in der Schachtwan dung angebracht sind. In den Figuren ist ein Schacht gezeigt, wo sich die Düsenpaare der verschiedenen Niveaus gerade übereinander befinden, man kann aber auch die Luftzuführung so ausführen, dass die Düsen auf jedem Niveau im Verhältnis zu den Düsen auf den anderen Niveaus verschoben sind. Die Abgase werden durch das Abfuhrrohr 12 aus dem Schacht abgeleitet. Eventuell kann extra Heizgas durch separate Düsen, die auf einem oder mehreren Niveaus angebracht sein können, zugeführt werden. In der Fig. 1 bezeichnet 13, 14, 15 und 16 einen Satz Düsen für Gaszuführung an den Schacht von der Gasleitung 17.
Die einzelnen Düsenpaare sind in der oben beschriebenen Weise miteinander verbunden.
In Fig. 1 bezeichnet weiterhin 18 einen Abfuhrtisch, und die Briketts gehen aus dem Schacht durch das Abfuhrrohr 19 ab, das mit einer Klappe versehen sein kann. Falls der Schacht direkt mit einem elektrischen Reduktionsofen verbunden ist, können die Reduktions gase durch das Rohr 21 aus demselben in den Schacht geleitet werden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass man beim Betrieb des Schachtes gemäss Fig. 1 bei einigen Erztypen gleich innerhalb der Düsenöffnung, wo die Wärmekonzentration am grössten ist, lokale Überhitzung und Sinterung der Beschickung riskieren kann.
Dies hat Betriebsschwierigkeiten und Abnutzung der Ausrüstung zur Folge gehabt, und man hat daher gefunden, dass es vorteilhaft ist, den Schacht an sich rotieren oder oszillieren zu lassen, während die Beschickungssäule in Ruhe verbleibt. Die Rotationsanordnung für die Schacht wände ist nicht in der Zeichnung veranschaulicht.
Bei der Anwendung von vier Düsen auf jedem Niveau, wie oben beschrieben, genügt es, die Schacht wände über 90 oszillieren zu lassen. In dieser Weise wird die ganze Beschickungsmenge sukzessiv mit den brennenden Gasen in Berührung kommen, und man vermeidet lokale Überhitzung und sich daraus ergebende Sinterung und Betriebsstörung. Die Abfuhr kann dann in der Weise erfolgen, dass der Abfuhrtisch in entsprechen der Weise, aber in entgegengesetzter Richtung, rotiert oder oszilliert. Man kann auch einen stationären Tisch verwenden und die Abfuhrgeschwindigkeit durch Ände rung der Drehgeschwindigkeit des Schachtes regulie ren.
Der Schacht gemäss Fig.3 ist mit einem zentralen Lufteinblasungsrohr 22 versehen, das aus einer wärmebe ständigen Legierung oder mit einem Belag aus kerami schem Material mit hohem Erweichungspunkt ausgeführt werden kann. Das Rohr ist auf verschiedenen Niveaus mit Düsenpaaren zur Lufteinblasung versehen. Die Figur zeigt ein Rohr mit vier Niveaus zur Lufteinblasung und zwei Düsenpaaren auf jedem Niveau. Drei der Düsenpaa re sind auf denselben Niveaus wie die entsprechenden Düsenpaare in der Schachtwand und auf demselben Diameter wie diese angebracht.
Es steht jedoch dem nichts im Wege, das Zenterrohr so zu drehen, dass seine Düsen im Verhältnis zu den Düsen in der Schachtwand um 45 verschoben werden. Eventuell kann das Rohr so aufgelagert werden, dass es über einen Winkel von 90 gedreht oder oszilliert werden kann. Jede einzelne Düse kann ein separates Rohr haben, und diese Rohre werden durch den Kern des Zentralrohres emporgeführt, so dass die Möglichkeit besteht, die Luftmenge durch jede Düse zu regulieren und zu kontrollieren. In den Fig. 3 und 4 bezeichnen 23, 24 und 25, 26 zwei Düsenpaare, die den Düsenpaaren 6, 7 und 8, 9 in der Schachtwand entsprechen.
In Fig.4 bezeichnen 27 und 28 zwei der Rohre an die beiden obersten Düsenpaare, wovon nur das Paar 29, 30 in der Fig. 3 gezeigt ist.
Die fertig reduzierten Briketts werden mit Hilfe einer rotierenden Schiebevorrichtung 31 aus dem Schacht abgeführt. Die diesbezügliche Drehanordnung ist nicht in der Fig.3 veranschaulicht. Die Schiebevorrichtung schiebt die Briketts in eine ringförmige Rinne 32, und von dort werden sie durch ein oder mehrere Abfuhrrohre abgeleitet. 33 deutet ein solches Rohr an.
Fig. 5 zeigt, wie erwähnt, eine Ausführung mit zwei vertikalen zentralen Rohren. Das Rohr 34 hat keine separaten Düsen, sondern ist mit Öffnungen oder Perforierungen versehen, die in angemessenen Abständen angebracht sind. Das Rohr kann mit einem rotierenden Abfuhrtisch 36, der mit dem Rohr rotiert, fest verbunden sein. Die diesbezügliche Drehanordnung ist nicht in der Figur gezeigt. Die Briketts gehen durch das Abfuhrrohr 37, das eventuell mit einer Klappe 38 versehen sein kann, aus dem Schacht ab.
Das herabragende zentrale Rohr 39 ist mit Düsenpaaren mit separater Luftzuführung, wie unter Fig. 3 beschrieben, ausgerüstet. In der Figur sind die Düsenpaare auf drei verschiedenen Niveaus 40, 41 und 42, angebracht. Man erzielt eine bessere Temperaturkontrolle im Schacht, wenn man die Luftzuführung durch die Düsen in der Seitenwand und durch diejenigen im zentralen Teil intermittierend erfolgen lässt, und zwar dadurch, dass die Luft periodenweise ein- und ausgeschaltet wird. Man hat durch systematischen Wechsel der Luftzuführung mit Zwischenräumen von einer halben Minute durch nahe aneinander liegende Einblasöffnungen gute Resultate erzielt.
Die Erfindung kann auch bei anderen oxydischen Erzen, wie z.B. Ilmenit, Manganerz und Chromerz, zur Anwendung gelangen. Generell kann das Verfahren zur Behandlung von stückförmiger kohlenstoffhaltiger Be schickung jeder Art im Schachtofen verwendet werden, wobei die Stücke oder die Briketts während ihres Durchgangs durch den Schacht Gas abgeben.
Das Verfahren eignet sich besonders zur Vorreduk- tion von Beschickung, die in separaten elektrischen Schmelzöfen fertig reduziert und geschmolzen werden soll, weil die Schächte über dem Schmelzofen angebracht werden können, so dass man die heissen vorreduzierten Briketts ohne mechanischen Transport direkt durch Rohre in den Schmelzofen aufgeben kann. Die Reak tionsgase vom Schmelzofen können eventuell durch den Schachtofen geleitet werden.
Das Verfahren kann auch mit Vorteil zur effektiven Reduktion des Kohlenstoff-Aufwandes in Niederschacht- Hochöfen verwendet werden.
Process for the reduction of metal oxides The invention relates to a process for the continuous reduction of metal oxides to metal len in the shaft furnace, the charge consisting entirely or partially of both reducing agent and metal oxide-containing fittings and by burning the reaction gases and / or supplied gaseous heating medium in the Contact with the fittings is heated and reduced, characterized in that oxygen-containing gases are blown in at least three levels of the shaft in regulated quantities.
The process can be carried out in the shaft furnace in such a way that the heat requirement is covered by the combustion of gases that form in the molded pieces as a result of the reaction and / or of the combustible gases supplied in the shaft itself and in contact with the charge.
It is already known that feed briquettes or pellets can be produced from fine-grain iron ore or ore concentrate in conjunction with coke or coal powder together with a binder. Since the iron oxide and the coke in such briquettes are present as small grains with a large reactive contact area, an astonishingly rapid reduction occurs in the briquettes when they are heated to a temperature of over about 900 C. CO is formed in the briquettes, which reduces Fe203 or Fe0 and CO is continuously regenerated through the reaction between CO., And C.
However, the reduction process in the briquettes is highly endothermic and requires a continuous supply of heat.
It has been proposed to heat the loading bri chains by indirect heating in muffle furnaces or the like. This will avoid any harmful air oxidation of carbon, but the heat transfer will be slow and ineffective. This method is therefore not used in technology.
The charging briquettes can also be heated in a rotary furnace by burning off the gases evolved in the briquettes together with additional heating means, e.g. Gas, oil or coal powder that are fed in above the feed level. Because of the relatively small contact area between the gas space and the charge, and because reaction gases escape from the charge, the oxidizing gases above the charge level will not oxidize the carbon of the briquettes to any significant extent. However, the dimensions of the rotary furnaces are large and entail significant heat losses and are therefore costly both in terms of equipment and operation.
This type of heating of charging briquettes is therefore not used commercially.
It has also already been proposed to heat the charging briquettes in the shaft furnace by direct combustion of the reaction gases in contact with the briquettes in the shaft. According to this proposal, the individual briquettes are to be protected by providing them with an outer layer consisting of fine-grain ore, so that a coherent layer is formed which protects the carbon-containing briquette behind it against combustion. However, it is a considerable complication to provide the briquettes with an oxide layer.
On the basis of systematic studies and tests, the method according to the invention was created which allows combustion air to be blown directly into the shaft without significant air oxidation of the coke in the briquettes, and which can be used to advantage both with unprotected briquettes and with briquettes with a carbon-free layer . The tests have shown that it is of crucial importance that the reaction in the briquettes takes place quickly if overheating and clogging due to sintering and the disadvantageous combustion of carbon are to be avoided.
When the briquettes are heated to the reaction temperature of around 900 C with hot gases in countercurrent, experience shows that there are no disadvantages when the carbon in the briquettes is burned in air. Presumably the carbon is so well protected by the ore grains and the binding agent at this stage that the oxidizing gases have no significant effect.
However, as soon as the temperature exceeds around 900 C, the unprotected briquettes are depleted of air rapidly if they are not quickly brought to a temperature range where the reaction takes place with sufficient speed. A flow of reaction gases emanating from the briquettes prevents oxygen-containing gases from penetrating through the outer layer of the briquettes. However, it has been found that a uniform high temperature must be maintained in the briquettes if the penetration of oxidizing gases is to be prevented in the same.
The temperature must be kept at 950 to 1100 C with briquetted magnetite silt. The speed of the reaction gases through the surface layer of these briquettes should be 0.5 cm / min., Preferably 2.0 cm / min. At the reaction temperature.
exceed (calculated for 0 C and 760 mm Hg). To maintain a sufficiently uniform and high reaction temperature, the heat is provided by burning the reaction gases and / or by supplying gases that flow up through the shaft. The problem with practical shaft furnace operation is the avoidance of lumps due to the sintering together of the briquettes and the achievement of an intensive mixture of combustion air and reaction gas over the entire shaft furnace cross section.
When air is continuously blown in through the side wall, clumps can easily occur due to local overheating. According to the invention, however, the reduction shaft is preferably provided with several sets of injection nozzles which are attached at at least three different heights. Each sentence can e.g. consist of four nozzles which are each shifted by 90 C in relation to each other. These nozzles can be connected to the air supply pipes in such a way that two pairs of diametrically opposite injection points are kept at each level.
The air supply to the individual pairs is then regulated by a switching valve on the main line of the level in question.
According to a preferred embodiment of the invention, by means of a periodic, rhythmic air supply, the briquettes are alternately heated by combustion of the CO gases while they are sinking in the shaft and are in turn cooled by the endothermic reactions in the briquettes. This method of operation allows good temperature control.
The temperature distribution in the shaft can, however, be further improved by supplying part of the combustion air to the central part of the shaft through one or more pipes which are introduced into the shaft from above or through the floor from below.
These pipes are preferably provided with special channels for each individual outlet opening, so that one can control and regulate the air exiting through each individual nozzle, and thus the temperature in the relevant area of the shaft by means of thermocouples, which are introduced through the shaft wall or on the outside of the injection pipe can be mounted, can regulate.
The method according to the invention is described with reference to the exemplary embodiments of reduction shafts shown in the drawing.
1 shows a vertical section through a reduction shaft and FIG. 2 shows a corresponding horizontal section through the shaft along the line A-A.
3 shows a reduction shaft with a central pipe inserted from below.
Fig. 4 shows a section through this shaft along the line B-B.
5 shows a shaft with two central injection pipes, one of which is introduced from above and the other from below.
In the figures, 1 denotes the reduction shaft, which is lined with refractory material and preferably, as shown in the figure, is conical. 2 denotes a filling box or container. The material supply to the shaft is regulated with the help of the flap 3. 4 indicates the pipelines for combustion air to be blown through the shaft wall. In the figures, the air injection pipes are installed at three different levels, but the invention also covers air injection at more than three levels.
The and the air flows to the two parts are controlled and changed with the help of the switching valve 5. Fig. 2 shows how the air flow is directed to with alternating use of two diametrically opposed pairs of nozzles, namely the nozzle pairs 6 to 7 with the help of the ring line 10 and the nozzle pairs 8 to 9 with the help of the ring line 11 in the shaft can be introduced. The pairs of nozzles on the other levels are verbun with one another in an analogous manner.
So there are four nozzles on each level, which are fitted with a gap of 90 in the shaft wall. The figures show a shaft where the pairs of nozzles of the different levels are just above one another, but the air supply can also be carried out so that the nozzles on each level are shifted in relation to the nozzles on the other levels. The exhaust gases are discharged from the shaft through the discharge pipe 12. If necessary, extra heating gas can be supplied through separate nozzles, which can be installed on one or more levels. In FIG. 1, 13, 14, 15 and 16 denote a set of nozzles for supplying gas to the duct from the gas line 17.
The individual pairs of nozzles are connected to one another in the manner described above.
In FIG. 1, 18 further designates a discharge table, and the briquettes exit the shaft through the discharge pipe 19, which can be provided with a flap. If the shaft is connected directly to an electric reduction furnace, the reducing gases can be passed through the pipe 21 from the same into the shaft. However, it has been shown that when operating the shaft according to FIG. 1, with some types of ore, local overheating and sintering of the charge can be risked right inside the nozzle opening where the heat concentration is greatest.
This has resulted in operational difficulties and equipment wear, and it has therefore been found to be advantageous to rotate or oscillate the chute itself while leaving the feed column at rest. The rotation arrangement for the shaft walls is not illustrated in the drawing.
When using four nozzles at each level, as described above, it is sufficient to let the shaft walls oscillate over 90. In this way, the entire charge will gradually come into contact with the burning gases, and local overheating and the resulting sintering and malfunction is avoided. The discharge can then take place in such a way that the discharge table rotates or oscillates in the same way, but in the opposite direction. You can also use a stationary table and regulate the discharge speed by changing the rotation speed of the shaft.
The shaft according to FIG. 3 is provided with a central air injection pipe 22, which can be made of a heat-resistant alloy or with a covering of ceramic material with a high softening point. The pipe is provided with pairs of nozzles for air injection at different levels. The figure shows a pipe with four levels for air injection and two pairs of nozzles on each level. Three of the nozzle pairs are mounted on the same level as the corresponding nozzle pairs in the shaft wall and on the same diameter as this.
However, nothing stands in the way of rotating the center pipe so that its nozzles are shifted 45 in relation to the nozzles in the shaft wall. Eventually the pipe can be supported so that it can be rotated or oscillated through an angle of 90. Each individual nozzle can have a separate tube, and these tubes are led up through the core of the central tube, so that it is possible to regulate and control the amount of air through each nozzle. In FIGS. 3 and 4, 23, 24 and 25, 26 designate two pairs of nozzles which correspond to the pairs of nozzles 6, 7 and 8, 9 in the shaft wall.
In FIG. 4, 27 and 28 designate two of the tubes on the two uppermost pairs of nozzles, of which only the pair 29, 30 is shown in FIG.
The completely reduced briquettes are removed from the shaft with the aid of a rotating pusher device 31. The relevant rotating arrangement is not illustrated in FIG. The pushing device pushes the briquettes into an annular channel 32 and from there they are discharged through one or more discharge pipes. 33 indicates such a pipe.
As mentioned, Fig. 5 shows an embodiment with two vertical central tubes. The tube 34 does not have separate nozzles, but is provided with openings or perforations which are made at appropriate intervals. The pipe can be fixedly connected to a rotating discharge table 36 which rotates with the pipe. The relevant rotating arrangement is not shown in the figure. The briquettes go through the discharge pipe 37, which can possibly be provided with a flap 38, from the shaft.
The protruding central tube 39 is equipped with pairs of nozzles with separate air supply, as described under FIG. 3. In the figure, the nozzle pairs are arranged at three different levels 40, 41 and 42. A better temperature control in the shaft is achieved if the air supply through the nozzles in the side wall and through those in the central part is made intermittently, namely by the fact that the air is switched on and off periodically. Good results have been achieved by systematically changing the air supply with gaps of half a minute through blow-in openings close to one another.
The invention can also be applied to other oxide ores such as e.g. Ilmenite, manganese ore and chrome ore, are used. In general, the method can be used for the treatment of lump-shaped carbon-containing loading of any type in the shaft furnace, the pieces or the briquettes emitting gas as they pass through the shaft.
The process is particularly suitable for the pre-reduction of feed which is to be completely reduced and melted in separate electric melting furnaces, because the shafts can be attached above the melting furnace so that the hot pre-reduced briquettes can be transported directly through pipes into the melting furnace without mechanical transport can give up. The reaction gases from the furnace can possibly be passed through the shaft furnace.
The process can also be used to advantage for the effective reduction of the carbon consumption in low-shaft blast furnaces.